(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールドバスに接続されたFoundation Fieldbus（登録商標）（以下、ＦＦという）規格に準拠する複数のフィールド機器が具備するパラメータ情報を、前記フィールドバスを介して収集して表示する外部指示計器において、
前記フィールド機器が具備するパラメータ情報の内、表示項目として選択されたパラメータ情報をユーザの指定により任意のタイミングで前記フィールド機器にアクセスして収集する、クライアント／サーバー型非同期通信手段を備えることを特徴とする外部指示計器。
【請求項２】
前記クライアント／サーバー型非同期通信手段は、前記フィールド機器の選択されたパラメータ情報にアクセスするための簡易辞書ファイルを備えることを特徴とする請求項１に記載の外部指示計器。
【請求項３】
前記簡易辞書ファイルは、前記フィールドバスに接続されたホスト機器のエンジニアリングにより構築されることを特徴とする請求項１または２に記載の外部指示計器。
【請求項４】
前記簡易辞書ファイルは、前記ホスト機器が備える、ＦＦ規格に基づいてフィールド機器の全パラメータ情報にアクセスするためのDevice Description（以下、ＤＤ）ファイルに基づいて構築されることを特徴とする請求項３に記載の外部指示計器。
【請求項５】
前記クライアント／サーバー型非同期通信手段により収集されるパラメータ情報は、前記フィールド機器のデバイス名並びにステータス情報、アラーム情報、プロセス値、メッセージの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の外部指示計器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドバスに接続されたFoundation Fieldbus（以下、ＦＦ）規格に準拠する複数のフィールド機器が具備するパラメータ情報を、前記フィールドバスを介して収集して表示する外部指示計器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来の外部指示計を実装した制御システムの構成例を示す機能ブロック図である。被測定流体Ｆが流れるプロセス流体管路１０には、ＦＦ規格に準拠する複数のフィールド機器２１、２２、２３が設置されている。
【０００３】
ここで、フィールド機器２１（PT100）は、差圧伝送器のような、差圧,静圧等複数のプロセス値を出力可能な圧力測定器である。フィールド機器２２（FT100）は、電磁流量計のような流量測定器である。フィールド機器２３（TT100）は、複数の入力をもつ温度伝送器である。
【０００４】
これらフィールド機器は、ＦＦ規格に準拠するフィールドバス等の信号伝送ライン３０を介して、プロセスの制御・監視を実行するホスト機器４０、本発明の適応対象となる外部指示計５０、フィールド機器に対するパラメータ設定ツール６０と通信し、プロセスの制御を実行する。
【０００５】
外部指示計５０は、フィールド機器２１、２２、２３の出力値を信号伝送ライン３０を介して受け取りその値を表示する機能を有し、作業員が現場を巡回してフィールド機器やプロセスに異常がないかを確認する際に使用する。
【０００６】
外部指示計５０は、フィールド機器２１、２２、２３が、高所、高温／高湿等のアクセスしにくい場所、爆発性雰囲気等の危険雰囲気内に設置されていて、フィールド機器２１、２２、２３に内蔵された指示計を作業員が巡回中に確認するのが困難な場合等に使用される。
【０００７】
更に、外部指示計５０は、作業員がアクセスしやすい場所に設置され、 特殊なツールを必要とせずに複数のフィールド機器の情報を見るようにすることで、作業員の作業軽減と安全確保に貢献するものである。
【０００８】
パラメータ設定ツール６０は、例えばハンドヘルドターミナルや、Field/Mate DTM等のＰＣ上で動くフィールド機器設定ツールであって、フィールド機器２１、２２、２３のタグの設定や、プロセスデータの表示、機器の自己診断結果に基づくアラームの表示等を行うことができる。
【０００９】
パラメータ設定ツール６０には、ＦＦ規格に準拠するＤＤ（Device Description）が組み込まれている。ＤＤは、フィールド機器の機能とパラメータ情報を解釈、表示するための仕組みであって、パラメータの表示補助、表示ラベル、表示する小数点以下の桁数、ヘルプ等を含む、およそ数千行から数万行から構成されるドライバである。
【００１０】
フィールド機器２１、２２、２３に対してパラメータ設定ツール６０がアクセスするためには、フィールド機器２１、２２、２３夫々の計３つＤＤが必要である。ＤＤは、機器毎に用意されるもので、メーカーや機種により異なる。
【００１１】
一般的に一つの機器設定ツールには、数十個のＤＤがインストールされるもので、バイナリ型等の実行形式のファイルとして配布されインストールされる。パラメータ設定ツール６０は、クライアント／サーバー型の非同期通信によって、ＤＤ内に記述された情報を基にフィールド機器２１、２２、２３のタグの設定、プロセスデータ、アラーム情報の取得をすることができる。
【００１２】
大容量のメモリ資源を備えるパラメータ設定ツール６０は、実装されるＤＤによりフィールド機器２１、２２、２３とクライアント／サーバー型の非同期通信で任意のタイミングで任意のパラメータにアクセスして情報を取得することができる。
【００１３】
しかしながら、外部指示計５０はクライアント／サーバー型の非同期通信を可能とするＤＤ等のツールを実装できる大容量のメモリ資源を備えていないので、フィールド機器２１、２２、２３へのアクセスは、取得できるパラメータが固定化されたパブリッシャー/サブスクライバー型の同期通信が利用される。
【００１４】
図４は、パブリッシャー/サブスクライバー型同期通信を説明する模式図であり、外部指示計５０にてフィールド機器２１、２２、２３の出力を表示するための、ＦＦ規格に準拠するFunction block(機能ブロック)の結合例である。機能ブロックを結合するエンジニアリングは、例えばホスト機器４０等の、ＬＡＳ(Link active schedule)機能を有する機器上で実行される。
【００１５】
フィールド機器２１に内蔵されたアナログインプットブロック（ＡＩ１）２１ａは、流体Ｆの差圧出力を測定してＯＵＴ１より出力する機能ブロックである。フィールド機器２２に内蔵されたアナログインプットブロック（ＡＩ２）２２ａは、流体Ｆの流量を測定してＯＵＴ２より出力する機能ブロックである。フィールド機器２３に内蔵されたアナログインプットブロック（ＡＩ３）２３ａは、流体Ｆ温度を測定してＯＵＴ３より出力する機能ブロックである。
【００１６】
外部指示計５０に内蔵されたインプットセレクタブロック（ＩＳＥＬ）５０ａは、アナログインプットブロック２１ａ，２２ａ，２３ａの出力ＯＵＴ１,ＯＵＴ２，ＯＵＴ３を、夫々別の入力ＩＮ１，ＩＮ２，ＩＮ３にＶＣＲ(Virtual Communication Relationship)接続により１：１の形態で入力し、パブリッシャー/サブスクライバー型の同期通信によって、フィールド機器２１、２２、２３で測定された圧力、流量、温度のプロセス値をＬＡＳのスケジュールに従って周期的に受け取ることができる。
【００１７】
図５は、パブリッシャー/サブスクライバー型同期通信のスケジュール管理を示すタイミングチャートである。最上部の表示Ｔは、ある一周期内の時刻を示す。時刻情報はＬＡＳであるホスト機器４０から、信号伝送ライン３０を通じてフィールド機器２１、２２、２３に配布される。
【００１８】
Ｓ１は、フィールド機器２１に内蔵された機能ブロック２１ａ（ＡＩ１）の実行時間を示す。０msからスタートし、１０ms後にＯＵＴ１を、ＶＣＲを介して機能ブロック５０ａ（ＩＳＥＬ）の入力ＩＮ１に配布する。
【００１９】
Ｓ２は、フィールド機器２２に内蔵された機能ブロック２２ａ（ＡＩ２）の実行時間を示す。２０msからスタートし、１０ms後にＯＵＴ２を、ＶＣＲを介して機能ブロック５０ａ（ＩＳＥＬ）の入力ＩＮ２に配布する。
【００２０】
Ｓ３は、フィールド機器２３に内蔵された機能ブロック２３ａ（ＡＩ３）の実行時間を示す。４０msからスタートし、１０ms後にＯＵＴ３を、ＶＣＲを介して機能ブロック５０ａ（ＩＳＥＬ）の入力ＩＮ３に配布する。
【００２１】
７０msからスタートする１０ｍｓは、機能ブロック５０ａ（ＩＳＥＬ）の実行時間を示す。図４に示すＶＣＲ接続と図５に示すＬＡＳ管理のスケジュールによって、外部指示計５０は、フィールド機器２１、２２、２３が測定したプロセスデータを受け取ることができる。
【００２２】
図６は、パブリッシャー/サブスクライバー型同期通信におけるデータ表示の仕組みを説明する模式図である。この図では、機能ブロック５０ａ（ＩＳＥＬ）の入力ＩＮ３で取得されるフィールド機器２３（TT100）からのタグ名およびデバイス状態を、ＬＣＤ設定ブロック５０ｂで解釈し、ＬＣＤ５０Ｃに表示させている。
【００２３】
図７は、パブリッシャー/サブスクライバー型同期通信におけるデータ表示例である。外部指示計５０は、図５に示すＬＡＳ管理のスケジュールに従い、フィールド機器２１、２２、２３のタグ名とデバイス状態情報を取得し、ＬＣＤ５０Ｃに順次周期的に表示する。表示できるパラメータはエンジニアリングで固定化されており、ユーザが自由に選択することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２００７−０８７０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
複数のフィールド機器の複数の出力を一ヶ所で判読するパブリッシャー/サブスクライバー型の同期通信とインプットセレクタブロックを組み合わせてプロセスデータを受け取り表示する従来手法の場合、以下のような問題がある。
（１）プロセスデータが表示のためだけに使用され、制御のブロック（例えばＡＩブロック）を占有してしまう。
【００２６】
例えば、フィールド機器２１で測定された差圧圧力値は、ＡＩブロック２１ａの信号出力端子であるＯＵＴ１によって、表示用にＩＳＥＬブロックの信号入力端子であるＩＮ１にのみ渡されてしまう。従って、フィールド機器２１で測定した差圧圧力値は、例えばＰＩＤ等の制御用のブロックに供給できなくなる。
【００２７】
このため、制御用に差圧圧力値を使用しようとすると、外部指示計５０の表示用に差圧圧力値を使用できなくなるので、外部指示計で表示することはできない。従って、作業員がフィールド機器の確認を簡単に行えず、例えば高所、高温／高等のアクセスしにくい場所や爆発性雰囲気等の危険雰囲気内のフィールド機器設置場所に直接出向く必要が生じ、作業効率の低下や事故のリスクの上昇が避けられない。
【００２８】
あるいは、制御と外部指示計の両方の表示を望む場合には、制御用の差圧圧力計、外部指示計用の差圧圧力計の２つのフィールド機器を用意しなければならず、導入及びメンテナンスコストが倍になる。
【００２９】
（２）図５の、ＬＡＳによるスケジューリング管理に示すとおり、制御に使用していない表示のためだけの機能ブロックがスケジュールに常駐してしまい、制御の応答性を劣化させてしまう。
【００３０】
（３）パブリッシャー/サブスクライバー型の同期通信では、差圧圧力値等のプロセスデータは送ることができるが、様々な故障や自己診断結果の詳細情報を送ることはできない。
一方、パラメータ設定ツール６０のように、ＤＤを用いた クライアント／サーバー型の非同期通信により、制御に影響せずにフィールド機器のプロセス値や機器の自己診断結果に基づくアラーム情報を取得する手法もある。
【００３１】
ただし、この手法を利用するためには、様々なフィールド機器のＤＤを外部指示計５０にインストール／メンテナンスし、ＤＤを解釈するプログラム機能を搭載することが必要となり、メモリ資源の少ない外部指示計５０にこの仕組みをそのまま利用することは困難である。
【００３２】
本発明の目的は、少ないメモリ資源においても、フィールド機器との通信にクライアント／サーバー型の非同期通信を利用することを可能とする外部指示計を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）フィールドバスに接続されたFoundation Fieldbus（以下、ＦＦ）規格に準拠する複数のフィールド機器が具備するパラメータ情報を、前記フィールドバスを介して収集して表示する外部指示計器において、
前記フィールド機器が具備するパラメータ情報の内、表示項目として選択されたパラメータ情報をユーザの指定により任意のタイミングで前記フィールド機器にアクセスして収集する、クライアント／サーバー型非同期通信手段を備えることを特徴とする外部指示計器。
【００３４】
（２）前記クライアント／サーバー型非同期通信手段は、前記フィールド機器の選択されたパラメータ情報にアクセスするための簡易辞書ファイルを備えることを特徴とする（１）に記載の外部指示計器。
【００３５】
（３）前記簡易辞書ファイルは、前記フィールドバスに接続されたホスト機器のエンジニアリングにより構築されることを特徴とする（１）または（２）に記載の外部指示計器。
【００３６】
（４）前記簡易辞書ファイルは、前記ホスト機器が備える、ＦＦ規格に基づいてフィールド機器の全パラメータ情報にアクセスするためのDevice Description（以下、ＤＤ）ファイルに基づいて構築されることを特徴とする（３）に記載の外部指示計器。
【００３７】
（５）前記クライアント／サーバー型非同期通信手段により収集されるパラメータ情報は、前記フィールド機器のデバイス名並びにステータス情報、アラーム情報、プロセス値、メッセージの少なくともいずれかであることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の外部指示計器。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）クライアント／サーバー型非同期通信手段を備えることにより、表示項目として選択されたパラメータ情報をユーザの指定により任意のタイミングでフィールド機器にアクセスして収集し、表示することができる。
【００３９】
（２）本発明外部指示計に搭載されるクライアント／サーバー型非同期通信手段は、大容量のＤＤを必要とせず、フィールド機器の選択されたパラメータ情報にアクセスするための簡易辞書ファイルを小型のデータベースに持たせることで実現できる。従って、従来の外部指示計が備える資源をそのままで使用することができる。
【００４０】
（３）パブリッシャー／サブスクライバー型の同期通信を使用せず、機能ブロックを結合することなく他機器の測定値を取得できるため、制御用の設定や制御性を乱すことなく表示が可能であり、制御に関係ないブロックを一緒にマクロサイクルに組む必要がなく、ＡＩブロックを占有することもない。
【００４１】
（４）危険領域でも使用可能である。例えば爆発・本安等の領域や、常時危険な領域にあるフィールド機器の出力を比較的安全な領域で監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の外部指示計を実装した制御システムの一実施例を示す機能ブロック図である。
【図２】簡易辞書ファイルの構成例を示すマップ図である。
【図３】従来の外部指示計を実装した制御システムの構成例を示す機能ブロック図である。
【図４】パブリッシャー/サブスクライバー型同期通信を説明する模式図である。
【図５】パブリッシャー/サブスクライバー型同期通信のスケジュール管理を示すタイミングチャートである。
【図６】パブリッシャー/サブスクライバー型同期通信におけるデータ表示の仕組みを説明する模式図である。
【図７】パブリッシャー/サブスクライバー型同期通信におけるデータ表示例である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の外部指示計を実装した制御システムの一実施例を示す機能ブロック図である。図３で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００４４】
本発明を適用した外部指示計１００は、クライアント／サーバー型非同期通信手段を搭載し、フィールド機器２１、２２、２３の簡易情報、例えばデバイス名並びにステータス情報、アラーム情報、プロセス値、メッセージの少なくともいずれかを信号伝送ライン３０を介して受け取り、その値を表示することができる。
【００４５】
外部指示計１００は、クライアント／サーバー型非同期通信手段として小型のデータベース１０１、通信処理手段１０２、ユーザインタフェース１０３、表示手段１０４を備える。
【００４６】
データベース１０１には、フィールド機器２１（PT100）の選択されたパラメータにアクセスするための簡易辞書ファイル１０１ａ、フィールド機器２２（FT100）の選択されたパラメータにアクセスするための簡易辞書ファイル１０１ｂ、フィールド機器２３（TT100）の選択されたパラメータにアクセスするための簡易辞書ファイル１０１ｃが格納されている。
【００４７】
これら簡易辞書ファイルの生成は、全パラメータへのアクセスを目的とするＤＤとは異なり、監視に必要な選択された表示パラメータのみにアクセスすることを目的としているので、ユーザインタフェース１０３から機器タグや単位、そのパラメータ名、INDEX番号等を打ち込むことで、ユーザが容易に構築することができる。
【００４８】
図２は、簡易辞書ファイル１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの構成例を示すマップ図である。外部指示計１００は、フィールド機器一つにつき数パラメータ程度についてのみ表示すればよく、例えば機器アドレスとアラームパラメータのIndex番号を読み込むことで、信号伝送ライン３０上のフィールド機器からアラーム情報等を取得して表示することが可能となる。
【００４９】
図２のエリアＭ１は、信号伝送ライン３０上のフィールド機器の記述欄であり、DEVICE1,2,3は、例えばフィールド機器２１（PT100），フィールド機器２２（FT100），フィールド機器２３（TT100）に対応し、クライアント／サーバー型の非同期通信機能を装備している。
【００５０】
エリアＭ２は、機器固有のAddressやAlerm Parameter Index、対象データのデータタイプの記述欄である。エリアＭ３は、Message1の実際の表示をNational Instruments ツール(NI-FBUS)のようなものでユーザが任意に記述設定することができる。表示はユーザ変更が可能であり、例えばパラメータに機器名を入れると下のパラメータが選択可能となる。
【００５１】
更に、対象のアラームパラメータのデータタイプを取得し、タイプに沿って変換表示することで、外部指示計は機器ごとのＤＤを作成・管理する必要なしに、他機器のアラーム情報をユーザに表示することができる。
【００５２】
このように、簡易辞書ファイルはユーザにより構築可能であるが、信号伝送ライン３０上にあるホスト機器４０やパラメータ設定ツール６０が備えるＤＤファイルを利用してエンジニアリングすることもできる。
【００５３】
図１において、ホスト機器４０備えるデータベース４１は、フィールド機器２１（PT100），フィールド機器２２（FT100），フィールド機器２３（TT100）にアクセスするためのＤＤファイル４１ａ，４１ｂ，４１ｃ及び外部指示計１００にアクセスするＤＤファイル４１ｄを格納している。
【００５４】
このＤＤファイルの記述の一部を利用することで、図２に示す簡易辞書ファイルを生成することが可能である。パラメータ設定ツール６０が備えるＤＤファイルを利用する場合も同様である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  プロセス流体管路
２１，２２，２３  フィールド機器
３０  信号伝送ライン
４０  ホスト機器
４１  データベース
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ  ＤＤファイル
１００  外部指示計
１０１  データベース
１０１ａ，１０２ｂ，１０２ｃ  簡易辞書ファイル
１０２  通信処理手段
１０３  ユーザインタフェース
１０４  表示手段
【図１】
0005531786.tif 000002
【図２】
0005531786.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005531786.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005531786.tif 000008